[发明专利]制造液晶显示器件的方法

说明书

本发明涉及制造用于诸如个人计算机、字处理器、监视器或类似的办公室机器或用于便携式通信设备或类似设备的液晶显示器(以下叫做LCD)的方法。

一般，LCD器件具有图1所示的剖面结构。在图1的LCD器件1中，分散有衬垫(spacer)4，用于在一对衬底2a和2b之间形成预定的空隙，在衬底面对的内表面上分别有显示电极5a和5b以及对准薄膜7。以液晶3填满衬底之间被密封图案6所包围的空隙。在这对衬底2a和2b的外表面上，在各个最佳位置形成偏光镜和其它光学薄膜(未示出)。依据LCD器件的操作模式，在LCD器件上形成的偏光镜的数目为两个、一个或没有。

通过把电压加到LCD器件1来显示图像，此外，在透射型LCD中，通过从背面照射荧光管或类似装置的光来显示图像，在利用环境光的反射型LCD中，通过在背面放置反射片来显示图像。

以下参考图8的流程图来描述制造以上LCD器件1的常规方法。首先，在步骤800，清洁分别具有显示电极5a和5b的衬底2a和2b。在步骤802，通过胶版印刷来加上液体对准材料，然后进行预焙烘(bake)和完全焙烘。于是，形成对准薄膜7，然后通过在对准薄膜上进行磨光或类似操作来进行对准处理。一般，在磨光(rubbing)(在步骤804)后用水清洗以(在步骤806)洗去杂质和污垢。

在步骤808，在两个衬底之一上，例如在2a上，用编写、网板印刷或类似方法加上密封材料来形成用于包裹液晶3的密封图案(pattern)6。然后，为了暂时粘接衬底，通过分配器或类似的装置在LCD器件1的显示区以外进行光点(spot)印刷来加上紫外线固化型树脂(以下叫做UV树脂)。此外，在步骤810，在另一个衬底2b上，通过诸如喷涂来形成用于形成一空隙的预定尺寸的衬垫4。在步骤812，在大气中对衬底2a和2b进行位置对准，在对准后，把两个衬底暂时粘接在一起。这里，参考对准标记(它们在光学上可识别且预先设置在各个衬底的显示电极上)把衬底2a和2b对准到预定的位置。然后，通过以紫外线照射来固化用于临时粘接的UV树脂。

在步骤814，进行空隙形成和密封图案固化工艺，其中用气压机或类似装置把衬底2a和2b相互压紧，以使LCD器件1的空隙具有预定厚度，在空隙变为预定厚度时，固化密封图案6。这里，如果把热固型密封材料用于密封图案6，用置于气压机平板(surface plate)内的加热丝进行加热来固化。如果把紫外线固化型密封材料用于密封图案6，则把紫外线透过玻璃或丙烯酸材料制成的厚平板来进行固化。于是，形成了所谓的空单元。

在步骤816，切去显示区外部不使用的衬底的外围部分。在步骤818，在液晶填充工艺中，把此单元和液晶池置于真空室中，接着把室内的气压减小到近似于25-90Pa。然后把单元的注人口浸入液晶中，再使真空室漏气而达到大气压，这样就通过压强差和毛细现象使单元充满液晶。在步骤820，从真空室中取出填满液晶的单元，用树脂或类似材料密封单元的开口，然后洗去单元外部的液晶。在步骤822，对整个单元进行退火，以稳定液晶3的对准。通过以上工艺，完成了LCD器件1的制造。

然而，在以上制造LCD器件1的常规方法中，难于获得足够的衬底对准精度和足够的空隙均匀度。其原因在于，在常规方法中，衬底对准工艺和通过压紧形成空隙的工艺是分开进行的。因此，在衬底对准后，用于临时粘接的固化紫外线树脂有时将在下一压紧工艺中受力而断裂，这将造成两个衬底的对准位置的滑移。

以上问题在尺寸较大的衬底尤其是高清晰度的薄膜晶体管(TFT)LCD板的情况下更麻烦。如果发生对准位置的滑移，则对在一个衬底上形成的像素电极和在另一个衬底上形成的黑底(black matrix)之间的对准精度必须要有另外的边界，这将引起开口比(opening ratio)低的严重问题。

此外，在把紫外线固化型密封材料用于密封图案时，把紫外线透过透明平板，将因辐射热量而引起平板温度逐步升高，然后，与变热平板接触的衬底的温度变得比另一个衬底高。然后，如果在各个衬底的温度不同的情况下对密封图案进行固化，则因相连的衬底在被冷却到室温时弯曲，所以使LCD器件的空隙不均匀。空隙的不均匀直接引起显示的不均匀，这在LCD器件尤其是在大尺寸的LCD器件中是严重的问题。

如上所述，在常规的制造方法中，难于实现具有足够精度的衬底对准和空隙。